에너지 절감형 돈사 모델 개발 : 시험용 돈사 및 에너지 모델 설계 = Development of the Energy-Efficient Swine House Model: Designing the Pilot House and Energy Model

국문 초록 (Abstract)

축산물은 인류 식생활에 있어서 양질의 단백질 공급원일 뿐만 아니라 맛과 영양학적 가치로 인해 소비량이 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라는 지리·기후적 특성으로 인해 축산업이 발달한 유럽 및 오세아니아, 미주국가들에 비해 단위 면적당 겨울철 열환경 관리에 소비되는 에너지가 매우 높은 편이다. 국내 축산업에서의 연간 에너지 소비량은 약 48만 TOE에 달하며, 이 중 온풍기 및 보일러 등과 같은 난방설비의 비중이 약 80%로 가장 높다. 또한 냉방 시스템이 설치된 대규모 공장형 돈사의 보급이 늘어남에 따라 에너지 소비량은 더 크게 증가할 것으로 판단된다. 특히 돼지는 열환경에 민감한 가축이므로 돈사의 에너지 효율 향상을 위한 단열 및 난방 구조 개선 등에 관한 연구의 추진이 필요하다. 본 연구는 에너지 절감형 파일럿 돈사 모델을 구축하기 위한 기초연구로, 파일럿 돈사 모형과 에너지 모델을 설계하는 데에 목적을 둔다. 파일럿 돈사의 규격은 가로 3.1m, 세로 4.1m, 높이 4m이며, 사육실 바닥을 지면으로부터 0.8m를 띄우고 격자형 그레이팅을 설치하여 피트를 구성하였다. 그레이팅 상부에 돼지 개체의 발열, 하부에 열 발생 및 가스환경 조성을 위한 공간을 마련하였다. 단열재로는 지붕과 벽에 각각 두께가 150mm, 100mm인 난연 2급의 샌드위치판넬(EPS)을 사용하였다. 또한 에너지 모델을 검증하기 위해 지붕과 벽에는 열관류 센서를, 돈사 내외부에는 온습도 센서를 각각 설치하였다. 에너지 모델은 Heat Balance Method를 기반으로 작성하였고 EnergyPlus22를 이용하여 시뮬레이션하였다. 여기서 에너지 모델의 입력값은 돈사 건물(지붕, 벽, 바닥)의 열전도도, 돈사 내부(돼지, 조명, 각종 장비)에서 발생하는 열, 그리고 환기율로 구성하였다. 시험용 돈사 모형과 에너지 모델은 실증시험을 통해 성능을 평가하고 문제점을 보완하여 시나리오별 에너지 소비량을 최소화하는 적정 단열재 두께 및 최적 환기량을 산정할 예정이다.